View of Perbandingan Kinerja Concurrent Connection pada Apache HTTP Server dan Node.js

(1)

Perbandingan Kinerja Concurrent Connection Pada Apache Http Server dan Node.js

Muhammad Fakhri Ali As Shuffi¹, Agus Prihanto²

1,2 Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya

Abstrak— Permintaan pengguna terhadap internet semakin mengalami peningkatan dari waktu ke waktu sehingga pemilihan teknologi web server yang tepat sangat penting dalam menangani permintaan pengguna yang kian meningkat. Saat ini teknologi web server yang digunakan masih didominasi oleh Apache HTTP Server. Namun, baru-baru ini Node.js mulai digandrungi pengembang web sebagai teknologi web server alternatif terbaik selain Apache dalam pengembangan web, tetapi hal ini tidak membuat popularitas Apache HTTP Server menjadi menurun.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja concurrent request berupa konsumsi sumber daya dan output request pada kedua web server dengan diujikan pada skenario pengujian yang paling ringan sampai ke yang paling berat. Pengujian dilakukan diatas virtual machine melalui platform Google Cloud Compute Engine. Adapun model pengujian yang dilakukan yaitu Static I/O Test, Computation Test, dan Serving File Test dengan jumlah client yang diujikan sebesar 100, 500, dan 1000 concurrent request. Indikator kinerja yang diukur diantaranya CPU, memory, total request dan error timeout. Hasil pengujian menunjukkan bahwa secara keseluruhan Node.js unggul dalam semua skenario concurrent request dan model pengujian dibandingkan dengan Apache yang mulai mengalami struggle pada 500 dan 1000 concurrent request. Node.js tercatat hanya mengalami error timeout pada pengujian Serving File Test (1000) dengan total rata-rata sebesar 5.8 error, sedangkan Apache menunjukkan kinerja terbaiknya pada skenario 100 concurrent request namun masih tidak mampu melebihi total request yang sudah diperoleh dari Node.js.

Kata Kunci— Apache, Node.js, Concurrent request, CPU, Memory.

I. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi dari waktu ke waktu telah mengalami banyak sekali kemajuan, salah satunya pada pengembangan web. Pengembangan web seiring waktu terus mengalami peningkatan dari berbagai aspek, mulai dari kebutuhan tampilan di sisi client, kebutuhan pengembangan di lingkungan server baik dari sisi software maupun hardware, dan kebutuhan manajemen penyimpanan data. Hal ini terus ditingkatkan demi membangun lingkungan pengembangan web yang dinamis dan efektif.

Pencapaian teknologi seperti pada meningkatnya browser modern dan standarisasi HTML 5 menjadi alasan meningkatnya pembuatan aplikasi web yang lebih kompleks.

Karena hal itu demand dari pengguna yang mengakses internet mulai mengalami peningkatan dari waktu ke waktu, hal itu dikarenakan semakin majunya teknologi dari suatu aplikasi

terbantu [15]. Oleh karenanya kemampuan concurrent request pada web server sangat penting dalam menangani permintaan pada lebih banyak user yang terhubung dan mendapatkan konten yang dibutuhkan dari internet.

Adapun teknologi web server yang masih banyak digunakan saat ini adalah Apache HTTP Server. Statistik tren pada web server per 1 Januari 2023 tercatat sebanyak 32.8%

situs web menggunakan Apache HTTP Server [13]. Popularitas Apache HTTP Server terbilang masih tinggi dikarenakan Apache HTTP Server sudah bertahun-tahun menjadi andalan programmer dalam menguji dan menjalankan program PHP bersamaan dengan MySQL melalui program bundling XAMPP [11]. Karena hal itu orang-orang sudah merasa nyaman dengan Apache HTTP Server dan memilih untuk menggunakan Apache HTTP Server sebagai solusi dalam hosting aplikasi web secara public.

Namun tren web server tidak hanya berhenti pada Apache HTTP Server saja, Node.js hadir sebagai teknologi web server berbasis JavaScript. Namun, Node.js saat ini masih tertinggal jauh dengan Apache HTTP Server dalam hal popularitas. Tren statistik pada penggunaan web server per 1 Januari 2023 tercatat sebanyak 2.0% situs web menggunakan Node.js [13].

Statistik tren pada Apache HTTP Server memang lebih tinggi dibandingkan dengan Node.js. Tetapi hal yang perlu disoroti dari kedua web server adalah kinerja khususnya pada kemampuan concurrent request nya. Bagaimana kinerja kedua web server dalam menangani lebih banyak koneksi dari client dengan memroses sejumlah permintaan dan mengirimkan hasilnya kepada client adalah hal yang krusial dibandingkan tingkat popularitas suatu web server.

Dalam konteks web server, concurrent connection berperan dalam menerima sejumlah koneksi dari client yang terhubung dengan web server [12]. Sementara client terhubung dengan web server, client akan mengirimkan permintaan (request) kepada web server. Sejumlah permintaan yang dikirimkan dari sejumlah client yang sudah terhubung dengan web server adalah pengertian dari concurrent request [14]. Client akan tetap terhubung dengan web server sampai permintaan dari client sudah diproses dan diterima dengan sempurna dari Web server.

Semakin besar limit dari jumlah concurrent connection maka semakin besar kemampuan web server dalam menerima setiap koneksi dari client untuk diproses secara bersamaan.

Agar mendapatkan kinerja yang optimal jumlah limit

(2)

beberapa faktor diantaranya jenis web server yang digunakan, konfigurasi hardware, serta sumber daya CPU dan memory [12].Namun, bukan berarti dengan memaksimalkan jumlah concurrent connection akan membuat web server semakin cepat dalam menangani permintaan dari client. Arsitektur internal pada web server sangat mempengaruhi efisiensi pemrosesean permintaan atau concurrent request dari client.

Apache HTTP Server menggunakan pendekatan process based pada saat menangani sejumlah request. Process based merupakan sebuah sistem arsitektur yang secara otomatis melakukan spawn process (child process) pada setiap request yang masuk pada parent process [6]. Apache dapat berjalan dengan baik pada saat menerima request tidak begitu banyak, namun pada saat jumlah request semakin bertambah Apache akan otomatis membuat process baru lagi untuk menangani request tersebut. Sayangnya dengan terus membuat process maka akan berdampak pada penggunaan resource yang lebih signifikan [1].

Berbeda dengan Apache HTTP Server, arsitektur Node.js menggunakan paradigma Event-Loop based. Event-Loop merupakan desain arsitektur dalam manajemen proses dimana ketika terdapat request yang masuk, node.js otomatis mengantrikannya pada event queue untuk dilakukan pemrosesan ke thread pool (untuk operasi blocking) atau dilakukan secara single threaded (untuk operasi non blocking) [5]. Setelah diproses, response akan dikirimkan kembali ke client. Node.js dapat menerima semua request untuk ditampung di event queue pada event loop tanpa perlu menunggu suatu request selesai diproses [9]. Hal ini membuat eksekusi menjadi lebih efisien dan tidak tumpang tindih dengan request yang semakin bertambah [4].

Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan apakah Apache mampu menangani concurrent request lebih baik dibandingkan dengan Node.js mengingat statisitk tren Apache lebih tinggi dari dibandingkan Node.js, serta untuk membuktikan bagaimana kinerja arsitektur pada kedua web server dalam menangani concurrent request. Pengujian akan dilakukan secara virtualisasi [10]. Tipe Performance Testing yang dilakukan pada penelitian ini adalah kinerja skalabilitas [7]-[8]

II. METODE PENELITIAN

Metode pengembangan sistem yang digunakan untuk keberlangsungan penelitian ini menggunakan metode waterfall. Metode ini terdiri dari beberapa tahapan sebagai berikut

Gbr 1. Metode Waterfall

A. Analisis Kebutuhan

Analisis kebutuhan merupakan tahapan untuk menganalisis kebutuhan apa saja yang diperlukan untuk selama penelitian berlangsung. Pengujian dilakukan melalui virtual machine (VM) pada platform Google Cloud dengan kebutuhan sebagai berikut :

1). Kebutuhan perangkat keras (Hardware)

Berikut merupakan kebutuhan perangkat keras virtual yang dipergunakan selama penelitian :

• 4 vCPU 2 Core

• 16 GB memory

2). Kebutuhan perangkat lunak (Software)

Berikut merupakan kebutuhan perangkat lunak yang dipergunakan selama penelitian :

• Sistem Operasi Debian 11

• Node.js versi 19.8

• Apache HTTP Server versi 2.4

• PHP versi 8.2 B. Perancangan

Sistem dirancang berdasarkan virtualisasi. Setiap VM dibuat untuk menjalankan tugas tersendiri secara terisolasi agar mendapatkan kinerja yang optimal [3]. VM yang terdefinisikan antara lain sebagai berikut :

• VM Client yang berfungsi dalam mengirimkan permintaan dan mendapatkan respon dari server.

• VM Server yang berfungsi menerima request dan memproses permintaan dari client. VM Server dibuat sebanyak dua instance, satu untuk menjalankan Node.js dan satu lagi untuk menjalankan Apache HTTP Server dengan PHP

Penelitian dilakukan dengan menerapkan beberapa model pengujian diantaranya :

1) Static I/O Test. Pada tiap server dirancang untuk mengirimkan output hello world pada client.

Analisis Kebutuhan

Perancangan

Implementasi

Pengujian

(3)

2) Computation Test. Pada tiap server dirancang untuk menjalankan algoritma quick sort sebanyak 100 angka acak dan diteruskan menuju client.

3) Serving File Test. Pada tiap server dirancang untuk mengirimkan file gambar berukuran 534 KB kepada client.

Pengujian dilakukan pada VM Client dengan menggunakan tool http benchmarking yaitu wrk. wrk dapat membuat sejumlah client untuk terkoneksi dan mengirimkan permintaan ke web server dengan jumlah client bisa diatur sesuai keinginan pengguna. wrk dapat menampilkan output berupa total request yang berhasil dibuat beserta total error dari setiap request pada setiap koneksi client ke server dalam interval waktu tertentu. Pengumpulan data berupa penggunaan CPU dan memory didapatkan melalui VM Server. Sedangakan total request dan total error didapatkan melalui VM Client melalui tool wrk. Pencatatan kinerja CPU dan memory dilakukan dengan software performance monitor yaitu htop.

Gbr 2. Skenario Perancangan

C. Implementasi

Tahapan implementasi terbagi menjadi dua tahap diantaranya penyusunan rangkaian virtual machine dan pembuatan program untuk pengujian.

VM Instance dapat dibuat pada menu Compute Engine pada Google Cloud. Sebelum VM Instance dibuat, pengguna perlu mendefinisikan beberapa hal seperti pemilihan region, dan pemilihan spesifikasi hardware. Pada penelitian ini VM Client diatur di region asia-southeast1-b sedangkan VM Server untuk Apache HTTP Server dan Node.js diatur di region us- west4-b. Google Cloud menyediakan machine series dengan beberapa konfigurasi hardware bawaan sehingga pengguna tidak perlu mendefinisikan kebutuhan hardware secara manual, pada penelitian ini series yang digunakan adalah series e2- standard-4 dengan konfigurasi hardware seperti pemaparan analisis kebutuhan diatas.

Tidak ada konfigurasi network tambahan pada penelitian ini. Secara otomatis setiap VM Instance yang dibuat akan ter- assign dengan IP private dan IP public, IP private nantinya akan dipergunakan untuk pengujian dalam menyambungkan setiap VM Instance sesuai perancangan diatas.

Gbr 3. Pembuatan VM Instance pada Google Cloud

Untuk pembuatan program masing masing menggunakan bahasa pemrograman JavaScript untuk Node.js dan PHP untuk Apache HTTP Server. Program dibuat dengan sesederhana mungkin dan semirip mungkin pada kedua bahasa pemrograman untuk menjamin kualitas pengujian kinerja.

Secara default Node.js mampu menerima 1000 concurrent connection tanpa dilakukan konfigurasi tambahan. Sedangkan pada Apache HTTP server secara default hanya dapat menerima sebanyak 150 concurrent connection. Pada penelitian ini Apache perlu dilakukan konfigurasi agar dapat menyamai variabel dari Node.js yaitu dapat menerima 1000 concurrent connection. Dibawah ini adalah konfigurasi default pada Apache yang tersimpan pada module konfigurasi mpm_prefork:

StartServers 5

MinSpareServers 5

MaxSpareServers 10

MaxRequestWorkers 150

MaxConnectionsPerChild 0 Gbr 3. Konfigurasi default Apache HTTP Server Dibawah ini adalah konfigurasi 1000 concurrent connection untuk Apache HTTP Server StartServers 5

MinSpareServers 5

MaxSpareServers 10

ServerLimit 1000

MaxRequestWorkers 1000

MaxConnectionsPerChild 0

Gbr 4. Konfigurasi 1000 concurrent request Apache HTTP Server

Yang perlu disoroti pada konfigurasi diatas adalah MaxRequestWorkers dan ServerLimit. MaxRequestWorkers merupakan jumlah maksimal connection untuk diproses secara simultan. Sedangkan ServerLimit merupakan jumlah maksimal server process untuk melayani setiap permintaan dari client yang sudah terhubung. Jumlah ServerLimit harus kurang dari atau sama dengan jumlah MaxRequestWorkers.

D. Pengujian

Adapun serangkaian pengujian yang dilakukan untuk memastikan fungsionalitas program pengujian diantaranya:

1) Memastikan setiap VM dapat saling berkomunikasi melalui IP private

(4)

2) Memastikan client dapat mengirimkan banyak koneksi secara konkuren kepada server

3) Memastikan semua program pengujian dapat berfungsi dengan baik dan dapat melayani request dari client E. Skenario Pengujian

Pada penelitian ini parameter yang dipergunakan selama pengujian adalah jumlah koneksi dan durasi pengujian. Jumlah koneksi client untuk pengujian concurrent request ke server selama pengujian berlangsung antara lain 100, 500, dan 1000 concurrent request, jumlah tersebut akan diujikan secara bertahap pada tiap model pengujian yang sudah dipaparkan diatas. Untuk waktu pengujian akan diatur sebanyak 20 detik.

Selama pengujian berlangsung, penggunaan CPU dan memory akan dimonitori pada VM Server. Pengujian akan dilakukan sebanyak 5 kali untuk mendapatkan distribusi output pada setiap pengujian.

Pengujian akan dilakukan secara black box. Melalui pengujian black box, penelitian ini akan berfokus pada pembahasan dan analisis input dan output saja tanpa perlu mengetahui proses dibaliknya.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Implementasi

Berikut ini dipaparkan hasil implementasi yang sudah direncanakan pada bagian metode penelitian yang selanjutnya akan dilakukan pengujuan dan pengumpulan data.

1). Sumber Kode

Berikut adalah sumber kode JavaScript untuk pengujian kinerja web server Node.js dan PHP untuk pengujian kinerja web server Apache HTTP Server

const http = require("http");

const fs = require("fs");

//CREATE SERVER CONNECTION

http.createServer((req, res) => { //STATIC I/O TEST (HELLO WORLD)

// res.writeHead(200, { 'Content-Type':

'text/html' });

// res.end('<h1>Hello World Node.js</h1>') //COMPUTATION TEST (QUICK SORT)

function quickSort(array) { if (array.length < 2) { return array;}

var pivot = array[0];

var left = [], right = [];

for (var i = 1; i < array.length; i++) { if (array[i] < pivot) {

left.push(array[i]);

} else {

right.push(array[i]);

} } return

quickSort(left).concat([pivot],quickSort(right));

}

var array = [

89, 47, 62, 36, 78, 22, 51, 11, 100, 94, 57, 63, 42, 76, 31, 85, 99, 55, 5, 17, 68, 28, 45, 71, 8, 60, 83, 79, 48, 92, 43, 12, 61, 23, 87, 54, 3, 72, 37, 80, 98, 26, 65, 53, 16, 25, 95, 39, 74, 20, 50, 91, 69, 40, 75, 30, 86, 4, 58, 19, 77, 13, 70, 24, 46, 14, 96, 7, 49, 64, 38, 56, 82, 15, 84, 9, 21, 34, 97, 27, 67, 52, 66, 90, 41, 6, 35, 10, 73, 18, 81, 44, 29, 59, 88, 2, 32, 1, 33, 93];

var sortedArray = quickSort(array);

res.writeHead(200, { "Content-Type":

"text/html" });

res.end(JSON.stringify(sortedArray));

//SERVING STATIC FILE (IMAGE)

fs.readFile("static_file.png", (err, data) => { res.writeHead(200, { "Content-Type":

"image/png" });

res.end(data);

});

})

.listen(8080, () => {

console.log("Now listen 127.0.0.1 in Port 8080");

});

Gbr 6. Sumber kode untuk pengujian Node.js

<?php

//STATIC I/O TEST (HELLO WORLD) echo '<h1>Hello World Apache PHP';

//COMPUTATION TEST (QUICK SORT) function quickSort($array) { if (count($array) < 2) { return $array;}

// Select a pivot element and partition the array around it

$pivot = $array[0];

$left = $right = array();

for ($i = 1; $i < count($array); $i++) { if ($array[$i] < $pivot) {

$left[] = $array[$i];

} else {

$right[] = $array[$i];

} }

return array_merge(quickSort($left), array($pivot), quickSort($right));

}

$array = array(89, 47, 62, 36, 78, 22, 51, 11, 100, 94, 57, 63, 42, 76, 31, 85, 99, 55, 5, 17, 68, 28, 45, 71, 8, 60, 83, 79, 48, 92, 43, 12, 61, 23, 87, 54, 3, 72, 37, 80, 98, 26, 65, 53, 16, 25, 95, 39, 74, 20, 50, 91, 69, 40, 75, 30, 86, 4, 58, 19, 77, 13, 70, 24, 46, 14, 96, 7, 49, 64, 38, 56, 82, 15, 84, 9, 21, 34, 97, 27, 67, 52, 66, 90, 41, 6, 35, 10, 73, 18, 81, 44, 29, 59, 88, 2, 32, 1, 33, 93);

$sortedArray = quickSort($array);

echo json_encode($sortedArray);

//SERVING FILE TEST (IMAGE) header('Content-Type: image/png');

readfile('static_file.png');

(5)

Gbr 7. Sumber kode untuk pengujian Apache

Sumber kode diatas berisikan 3 model pengujian yang dijadikan satu kedalam 1 file index.php dan index.js untuk Apache dan Node.js. Hal ini dikarenakan wrk tidak dapat mengakses route pada web server dan hanya bisa mengakses halaman utama berupa file index saja.

Ketiga model pengujian pada sumber kode diatas tidak akan dijalankan sekaligus. Model pengujian akan dijalankan secara spesifik pada satu model pengujian sehingga terdapat 2 kode model pengujian yang perlu dimatikan (dikomentari).

Kode JavaScript diatas perlu memanggil modul inti dari Node.js agar dapat menjalankan web server. Semua kode model pengujian diletakkan di callback http.createServer yang berarti kode-kode tersebut akan dijalankan pada setiap request yang masuk. Berbeda dengan PHP dimana PHP sejatinya membutuhkan web server untuk menjalankan setiap kode, dan hal ini sudah menjadi tugas dari Apache HTTP Server dalam menerima output dari PHP pada setiap request dan mengirimkannya kepada client.

2). VM Instance Google Cloud Compute Engine

Gbr 8. List VM Instances untuk pengujian

3 VM Instances diatas dibuat berdasarkan perancangan pada bagian metode penelitian. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, IP private akan dipergunakan untuk pengujian meskipun Google Cloud sendiri sudah menyediakan IP external (IP public) secara otomatis setiap VM dinayalakan. VM yang sudah dibuat dapat dioperasikan melalui terminal yang terhubung dengan SSH. Google Cloud sendiri menyediakan fasilitas SSH in Browser dimana pengguna dapat menyambungkan SSH dan mengoperasikan terminal linux langsung di browser.

Gbr 9. SSH in Browser

B. Hasil Pengujian

Pemaparan hasil penelitian berikut merupakan kombinasi dari 3 model pengujian dan 3 skenario koneksi yang sudah dipaparkan pada metode penelitian. Total terdapat 9 kali tahap pengujian selama penelitian berlangsung. Diagram CPU memory, total timeout, dan error timout yang dipaparkan dibawah ini merupakan hasil dari rata-rata dari 5 iterasi pengujian yang sudah dijalankan. Data CPU yang dipaparkan menggunakan satuan persen (%) sedangkan Data memory yang dipaparkan menggunakan satuan (MB).

1). 100 Concurrent Request

Gbr 9. CPU dan Memory Percobaan Static I/O Test (100)

(6)

Gbr 10. CPU dan Memory Percobaan Computation Test (100)

Gbr 11. CPU dan Memory Percobaan Serving File Test (100)

Gbr 12. Total request dan Error Timeout Percobaan Static I/O Test (100)

Gbr 13. Total request dan Error Timeout Percobaan Computation Test (100)

Gbr 14. Total request dan Error Timeout Percobaan Serving File Test (100) TABEL I

DATA PENGUJIAN 100CONCURRENT REQUEST

(7)

Pada percobaan 100 Concurrent request yang sudah dijalankan, Node.js menunjukkan penggunaan CPU dan memory yang lebih rendah dibandingkan Apache (kecuali pada percobaan Serving File Test (100)). Penggunaan CPU dan memory pada Node.js cenderung mengalami peningkatan signifikan pada detik-detik awal pengujian (sekitar 1 sampai 2 detik) dan mulai mengalami penyesuaian penggunaan CPU dan memory pada detik pengujian setelahnya, dibandingkan dengan Apache yang cenderung mulai mengalami kenaikan secara bertahap pada detik ke-2 sampai 7 pengujian dan stabil di detik setelahnya. Performa pengujian pada Serving File Test (100) menunjukkan beban penggunaan resource yang lebih tinggi dibandingkan dengan Static I/O Test (100) maupun Computation Test (100). Node.js unggul dalam total request dan error timeout dari Apache. Namun pada saat percobaan Serving File Test total request mengalami pengurangan sebanyak ~1000 request dari percobaan Static I/O Test (100) dan Computation Test (100) pada kedua web server. Node.js secara konstan tidak menunjukkan adanya error request pada semua pengujian.

CPU Memory CPU Memory CPU Memory CPU Memory CPU Memory CPU Memory

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0,64 1 2,32 2,2 0,42 1,6 3,74 4,8 0,64 2,6 10,7 279,4

2 0,56 2 3,6 2,4 0,7 2,6 4,56 10,6 0,88 6,2 21,7 349,8

3 0,62 3,6 3,98 4 0,88 5,6 4,9 13,4 1,6 10,8 51,2 351,6

4 1,28 8,6 3,52 6,2 1,62 12 4,76 14,2 2,52 20,8 47,08 375,8

5 2,06 18,8 2,12 6 2,12 24 3,26 16,8 4,08 41 47,34 404,8

6 3,68 39 2,26 5,6 4,18 48 3,54 19,8 6,58 72,6 47,46 397,6

7 4,34 61,2 2,16 5,8 6,02 73,4 2,46 20,2 10,7 120,2 45,9 386,2

8 4,64 76,2 2,12 6 6,22 86,8 2,92 20,6 15,3 166,6 47,8 386,4

9 4,28 80 1,74 6,4 5,08 87,8 2,54 20,4 16,08 185,6 46,48 389

10 3,86 80,6 1,78 6,8 4,6 88 3,02 20,6 16,14 186 46,52 380,6

11 3,64 81,6 1,84 6,8 4,88 88 2,78 21 16,28 185,4 47,3 393,2

12 3,7 80,6 1,7 6,8 5,24 88,4 2,38 21 15,4 186 46,4 392

13 3,32 81,2 1,02 6,8 4,8 88 2,54 21,2 15,3 186,2 47,98 399,8

14 4,28 81 1,3 6,8 5,42 87,8 2,44 21,6 16,24 186,4 46,5 386,6

15 3,34 80,4 1,74 6,8 5,1 87,4 1,96 21,2 16,62 186,8 47,58 380,2

16 3,16 80,4 1,7 6,8 5,22 87,4 2,48 21,2 15,78 186,8 46,96 385,2

17 4,08 80,2 1,42 6,8 5,52 87,2 1,86 21,4 15,06 186 48,02 384,4

18 3,36 80,6 1,66 7 5,34 87,8 2,76 21,2 15,94 185,6 46,02 377,2

19 3,06 80,8 1,64 7 5,4 88,6 2,36 21,2 15,32 183,4 47,14 394,6

20 4,02 81 1,3 7,2 3,92 88,8 2,24 21,2 15,28 183 47,62 378,6

Request Error Request Error Request Error Request Error Request Error Request Error

1 9133 92 11809 0 8882 92 11875 0 7748 94 10594 0

2 8946 92 11752 0 8726 92 11752 0 7739 94 10590 0

3 9019 92 11803 0 8735 92 11796 0 7741 89 10547 0

4 8832 92 11842 0 8838 92 11802 0 7765 94 10485 0

5 8832 92 11843 0 9015 92 11803 0 7971 94 10499 0

Apache2 Node.js Apache2 Node.js Apache2 Node.js

Apache2Static I/ONode.js Apache2ComputationNode.js Apache2Serving FileNode.js

100 Concurrent Request Test

Static I/O Computation Serving File

Second

Iteration

(8)

Gbr 20. Total request dan Error Timeout Percobaan Static I/O Test (500) TABEL II

DATA PENGUJIAN 500CONCURRENT REQUEST

Pada percobaan 500 Concurrent request yang sudah dijalankan, Node.js masih unggul di Total request pada semua model pengujian dibandingkan dengan Apache dengan tanpa mengalami error timeout meskipun total request yang didapat Node.js dari pengujian Serving File Test (500) mengalami penurunan total request yang signifikan dari 2 percobaan sebelumnya. Tidak bisa dipungkiri bahwa pada pengujian 500 Concurrent request, Apache terus mengalami kenaikan penggunaan CPU sejak detik ke-5 pengujian hingga melampaui titik stabil penggunaan CPU dan memory Node.js, Apache mulai menunjukkan titik stabil penggunaan CPU pada detik ke- 15 sampai ke-17 pengujian, sedangkan untuk penggunaan memory Apache tidak menunjukkan titik stabil sampai detik terakhir pengujian. Apache secara konsisten masih menghasilkan error timeout sebesar 430 sampai 490 error.

Sedangkan Node.js masih bertahan di angka 0 error.

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0,94 2 7,7 11,2 1,04 2,2 4,98 11,4 1,1 3,4 10,7 279,4

2 0,22 3,2 13,06 21,6 0,72 3,2 18,42 39 0,64 6,6 21,7 349,8

3 0,88 5,4 8,88 24,4 1,02 5,4 14,62 44,2 1,18 10,2 51,2 351,6

4 1,16 11,4 7,76 24,6 1,64 11 12,28 44,6 1,74 18,4 47,08 375,8

5 1,84 22,4 7,58 24,2 2,5 22,2 12,46 48,6 2,7 32,6 47,34 404,8

6 3,56 44,8 8 24,4 5,06 44,8 11,88 46 5,1 63,2 47,46 397,6

7 4,78 68 7,76 24,2 6,62 70,2 11,7 48,2 9,9 115,8 45,9 386,2

8 6,1 91,2 7,22 24,6 8,3 95,8 11,92 48 14,24 174,4 47,8 386,4

9 6,86 103,2 7,86 24,6 9,8 112,6 12,46 47,4 18,32 224,4 46,48 389

10 6,3 103,4 8,22 24,4 9,12 115,4 11,64 50,6 23,14 258,4 46,52 380,6

11 5,4 100,4 8,08 24,4 8,32 116 12,24 48,8 23,76 269,6 47,3 393,2

12 6,04 104,6 7,46 24,6 9,58 116,2 12,32 50,4 24,16 269,4 46,4 392

13 4,58 104,6 7,58 24,6 8,82 116,2 12,96 49,6 23,44 269,4 47,98 399,8

14 6,76 104,6 7,78 24,8 8,54 116 11,54 50,8 24,56 270 46,5 386,6

15 5,62 104,6 7,18 24,8 8,8 116 12,12 49,4 23,76 269,8 47,58 380,2

16 5,74 104,6 6,94 24,8 8,8 116,2 12,02 50,6 24,06 269,8 46,96 385,2

17 6,1 104,6 6,82 24,8 8,94 116,4 11,78 51,4 24,36 270,2 48,02 384,4

18 5,14 104,6 7,84 24,8 8,36 116,6 12,28 50,6 23,56 270,6 46,02 377,2

19 5,52 104,6 9 24,8 8,58 116,2 11,6 51,4 24,34 270,4 47,14 394,6

20 6,16 105,4 7,84 24,8 9,74 116,6 11,06 49,8 23,78 268,4 47,62 378,6

1 12954 162 58869 0 12591 154 57864 0 11525 149 25686 0

2 12587 154 58914 0 12732 154 57571 0 10851 147 26136 0

3 12577 152 59367 0 12920 162 57231 0 11108 147 26268 0

4 12031 152 58886 0 12365 154 58104 0 10746 146 23080 0

5 12647 154 59146 0 12024 152 58181 0 11105 147 26077 0

Iteration Apache2 Node.js Apache2 Node.js Apache2 Node.js

Second Static I/O Computation Serving File

Node.js Apache2

(9)

(10)

Gbr 26. Total request dan Error Timeout Percobaan Serving File Test (1000) Tabel III

Data Pengujian 1000 Concurrent Request

Percobaan 1000 concurrent request yang sudah dijalankan menunjukkan Node.js mengalami peningkatan kinerja CPU pada semua percobaan 1000 concurrent request, hal yang sama terjadi pada konsumsi memory dimana Node.js mengalami kenaikan memory yang relatif terhadap model pengujian dan skenario koneksi. Hampir sama dengan percobaan 500 concurrent request sebelumnya, Apache cenderung masih terus mengalami kenaikan dan tidak mencapai titik stabil, titik stabil hanya terjadi pada penggunaan CPU di percobaan Static I/O Test dan Computation Test (1000). untuk total request dan error timeout, Apache hanya menunjukkan perubahan minor dari semua model percobaan di pengujian 500 concurrent request. Node.js menunjukkan total request yang terlampau tinggi atau sekitar 4.5-5 kali dari total request Apache pada percobaan Static I/O Test (1000) dan Computation Test (1000).

Pada percobaan Serving File Test (1000) Node.js dan Apache masih menunjukkan total request yang hampir sama dengan

Serving File Test (500) dimana hanya terdapat selisih sebesar 6000-7000 request pada kedua web server. Node.js mendapatkan error untuk yang pertama kali setelah beberapa kali pengujian hanya saja jumlah error pada Node.js terbilang sangat rendah dibandingkan dengan Apache yang bisa mencapai hampir 500 error.

IV. KESIMPULAN

Pada bagian akhir ini, dipaparkan kesimpulan dari penelitian dan pengujian yang sudah dilakukan terkait kinerja Apache HTTP Server dan Node.js dalam menangani concurrent request. Secara keseluruhan Node.js unggul dalam semua skenario concurrent request dan model pengujian.

Node.js unggul dalam skalabiltas dalam menangani lebih banyak koneksi dengan konsumsi CPU dan memory yang cenderung stabil setelah detik ke-2 atau ke-3 pengujian. Node.js nyaris tidak mengalami error timeout pada semua skenario pengujian kecuali pada percobaan Serving File Test (1000) yang menghasilkan rata-rata error sebesar 5.8 error, angka ini terbilang jauh lebih rendah dibandingkan dengan Apache HTTP Server yang bisa mencapai 93 sampai 494 error.

Paradigma event-loop based yang diterapkan pada Node.js menunjukkan adanya kinerja skalabilitas yang lebih baik pada saat menangani lebih banyak permintaan.

Apache menunjukkan kinerja terbaiknya pada skenario 100 concurrent request tetapi masih tidak mampu melebihi total request yang dihasilkan dari Node.js meskipun penggunaan sumber daya CPU pada Apache masih cenderung masih lebih tinggi. Apache secara konsisten mengalami error timeout di semua skenario pengujian dengan total error sebesar 93 sampai hampir menyentuh angka 500. Apache menunjukkan kinerja yang cenderung stagnan dan tidak mengalami banyak perubahan pada saat dilakukan pengujian 500 dan 1000 concurrent request dimana penggunaa memory mengalami kenaikan tanpa menunjukkan titik stabil sampai pengujian berakhir, sedangkan pada penggunaan CPU Apache mengalami titik stabil setelah detik ke-15 sampai detik ke-17 (titik stabil CPU tidak terlihat pada pengujian Computation Test (1000) dan Serving File Test (1000)). Arsitketur Process-based pada Apache mengalami kesulitan dalam skalabilitas mengingat Apache akan selalu membuat satu process untuk melayani setiap request yang masuk.

Dari pengujian yang sudah dilakukan dan data yang sudah dipaparkan dapat disimpulkan bahwa meskipun Apache masih jauh populer dikalangan pengembang web dibandingkan Node.js, skalabilitas Apache terbilang rendah dalam menangani lebih banyak permintaan pada semua model pengujian yang sudah dilakukan.

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0,72 2,4 4,66 11,4 0,68 1,4 9,88 22,8 0,7 4 16,66 344

2 0,62 4 23,54 32,4 0,56 2,8 29,52 52,8 1 8 42,8 672,4

3 0,86 7 13,28 40,2 1,02 5,2 19,14 61 1,7 12,6 58,34 629,4

4 1,76 13,2 13,44 41,8 1,28 10,8 18,8 60,4 2,1 21,6 56,52 614

5 2,18 23,8 13,04 42,2 2,32 22,4 19 62,8 3,02 40,2 53,2 608,8

6 3,56 47,6 12,44 42 3,94 45 18,2 61,8 6,42 77,6 50,46 615,2

7 4,42 67,4 12,32 41,8 5,22 70,2 18,5 61,2 11,34 127,8 48,34 600,6

8 5,86 87 12,18 41,8 7,66 95 18,48 62,8 15,7 180,2 49,12 596

9 7,28 110 12,42 41,8 8,38 117,6 18,7 64,4 20,44 238,6 48,68 591

10 8,42 134 11,74 41,8 11,3 142 18,92 63,6 24,76 290,6 48,3 591

11 10,24 158,4 11,88 42,2 12,66 165,6 18,5 65 29,5 340,4 49,84 598

12 12,78 180,8 12,82 42,6 14,18 188,4 18,76 63,8 32,9 390 49,16 599,4

13 13,7 203 12,12 42,6 15,6 214,2 17,72 63,4 36,3 445 48,6 612,8

14 15,26 226,2 12,7 42,6 17,62 240,2 18,22 64,2 42,86 501,8 48,5 607,8

15 15,44 248,4 13 42,8 20,6 265,8 19,24 64,8 48,84 559,6 49,56 604

16 15,56 275,2 12,64 43 19,18 292 19,92 62,8 52,86 623,2 49,78 600,8

17 17,52 300 12,28 43 20,74 318,4 19,06 64,8 57,24 661,8 49,88 609,4

18 17,32 324,8 12,62 43 20,62 343,8 19,14 64,8 61 707 49,2 599,6

19 17,84 348,4 12,28 42,8 21,54 369,4 19,32 62,8 61,76 738,6 50 599

20 17,72 372,2 11,82 42,8 22,32 390,4 18,98 65,4 68,98 774,6 48,34 556,4

1 23201 488 118394 0 23086 490 112220 0 17928 446 23413 1

2 24344 488 117783 0 24774 488 113928 0 18811 446 21836 0

3 25335 528 118031 0 25134 520 114671 0 18452 446 23755 9

4 24692 488 117887 0 23441 488 115166 0 17530 439 26171 19

5 23846 488 117976 0 23731 488 115071 0 18099 446 25020 0

Iteration

1000 Concurrent Request Test Apache2Static I/ONode.js Computation

Apache2 Node.js Serving File

Apache2 Node.js

Second

Apache2 Node.js Apache2 Node.js Apache2 Node.js

(11)

REFERENSI

[1] Gustafsson, A. (2005). Threads without the Pain: Multithreaded programming need not be so angst-ridden. Queue, 3(9), 34-41.

[2] Zeebaree, S. R., Zebari, R. R., & Jacksi, K. (2020). Performance analysis of IIS10. 0 and Apache2 Cluster-based Web servers under SYN DDoS Attack. TEST Engineering & Management, 83(March- April 2020), 5854-5863.

[3] RahimiZadeh, Keyvan & Analoui, Morteza & Kabiri, Peyman.

(2014). A Performance Model for Evaluating of a Virtualized Computer System.

[4] Chitra, L. P., & Satapathy, R. (2017, February). Performance comparison and evaluation of Node. js and traditional web server (IIS). In 2017 International Conference on Algorithms, Methodology, Models and Applications in Emerging Technologies (ICAMMAET) (pp. 1-4). IEEE.

[5] Trillionz, E. (2022) Why is JavaScript single-threaded and Non- Blocking, Elijah Trillionz. Elijah Trillionz. Available at:

https://elijahtrillionz.com/why-is-javascript-single-threaded- and-non-blocking (Accessed: February 23, 2023).

[6] Bradley, S. (2018) Apache-server software with process-based architecture, Vanseo Design. Available at:

https://vanseodesign.com/web-design/apache-web-server/

(Accessed: April 10, 2023).

[7] Gillis, A.S. (2023) What is performance testing and how does it work? – TechTarget definition, Software Quality. TechTarget.

Available at:

https://www.techtarget.com/searchsoftwarequality/definition /performance-testing (Accessed: April 10, 2023).

[8] Hamilton, T. (2023) Performance testing tutorial – types

(example), Guru99. Available at:

https://www.guru99.com/performance-testing.html (Accessed:

April 10, 2023).

[9] Posa, R. (2022) Node JS architecture - single threaded event loop, DigitalOcean. DigitalOcean. Available at:

https://www.digitalocean.com/community/tutorials/node-js- architecture-single-threaded-event-loop (Accessed: April 10, 2023).

[10] Brush, K. and Kirsch, B. (2021) What is virtualization? definition from searchservervirtualization, IT Operations. Available at:

https://www.techtarget.com/searchitoperations/definition/vir tualization (Accessed: 28 May 2023).

[11] Apache Friends. About the XAMPP Project. (n.d.).

https://www.apachefriends.org/about.html

[12] “What Is Concurrent Connection Web Server.” What Is Concurrent Connection Web Server - Alibaba Cloud, https://www.alibabacloud.com/tech-news/web-

server/4l7g2jmvipv-what-is-concurrent-connections-web- server

[13] “Historical Yearly Trends in the Usage Statistics of Web Servers.”

W3Techs,w3techs.com/technologies/history_overview/web_se rver/ms/y. Accessed 26 June 2023.

[14] Concurrent requests (2018) KrakenD. Available at:

https://www.krakend.io/docs/endpoints/concurrent- requests/ (Accessed: 05 July 2023).

[15] K. Jacksi and S. M. Abass, “Development History of the World Wide Web.”